Глава XIV. ВИРОБНИЦТВО МАШИН МАШИНАМИ
1. ПРОТИРІЧЧЯ МІЖ РІЧНИЙ ТЕХНІКОЮ ВИГОТОВЛЕННЯ МАШИН І потреба в МАШИНАХ
Винахід робочих машин у текстильному та інших галузях виробництва і створення універсального парового двигуна зажадали переозброєння машинобудування. Протягом багатьох століть, аж до промислової революції кінця XVIII - початку XIX ст. виготовлення машин базувалося на використанні ручних знарядь праці, інструментів і нечисленних верстатів, які застосовувались в цеховому і мануфактурному виробництві.
Ручне виготовлення машин призводило до їхньої дорожнечі, машини випускали в невеликих кількостях, а сам процес їх виробництва був вкрай повільним. Крім того, таке виробництво не в змозі було забезпечити вирішення все зростаючих технічних завдань, пов'язаних з ускладненням машин, збільшенням їх габаритів, ваги, потужностей, швидкостей, підвищенням надійності і точності виготовлення механізмів. Збільшення розмірів машин-двигунів, передавальних механізмів і робочих машин, зростання числа їх типів, ускладнення і необхідність строго витримувати розміри зчленовуються частин викликали необхідність шукати і застосовувати нові конструкційні матеріали. Замість дерева стали використовувати метал, перш за все залізо. У свою чергу, це поставило задачу вдосконалення металообробних знарядь праці і верстатів (Див. Маркс К. Енгельс Ф. Соч. Т. 23, с. 394-395). Все збільшується кількість металорізальних верстатів у виробництві призвело до випуску нових типів верстатів.
Однак справа не зводилося тільки до необхідності збільшити масштаби випуску металообробного обладнання. Створення текстильних і прядильних верстатів, парових машин і т. П. Їх швидке поширення висунуло ряд нових специфічних вимог до металообробного обладнання, зокрема, до його точності. Так, наприклад, після того як текстильні машини стали виробляти тонку і неміцну нитка, в них не допускалися відхилення в розмірах деталей і режимі роботи механізмів, як це мало місце в технічних засобах, які застосовувались раніше. Виробництво таких текстильних машин стало можливо лише в результаті якісних зрушень в технології їх виготовлення, чому значною мірою сприяла зросла точність металообробних верстатів.
Високі технічні вимоги до машинобудування подавала виробництво парових машин. У перший час виготовлення універсальних парових двигунів гальмувалося, наприклад, через невміння виготовляти добре оброблені парові циліндри. Старими технічними засобами було дуже важко створити мінімальний зазор між внутрішнім діаметром циліндра і поршнем, а це необхідно, щоб забезпечити надійну і економічну роботу парового двигуна.
Виготовляти всі ці складні для свого часу вироби на тому ж підприємстві, де їх повинні були використовувати, як це бувало раніше, ставало все важче. Це призводило до того, що виробництво машин поступово виділялося в окрему галузь промисловості. Так, Дж. Уатт замовляв циліндри для своєї парової машини на заводі Вілкінсона, який, до речі, через острах конкуренції тримав методи їх виробництва в таємниці. Таким чином, використання і поширення машин призводило до того, що їх почали виробляти на продаж, т. Е. Вони стали товаром. Перетворення машини в товар власне і поклало основу розвитку машинобудування як галузі промисловості.
Постійне зростання номенклатури машин, збільшуються розміри машин і обладнання призвели до необхідності обробки великої кількості металу. Машинобудування, спочатку зароджується на старій технічній основі, потребувало більш досконалому обладнанні. Що використовувалися раніше ручні верстати не могли задовольняти зрослим технічним вимогам. Отже, не тільки потрібні були металообробні верстати в інших кількостях та інших розмірів, але були потрібні верстати, що знаходяться на принципово новому технічному рівні, що забезпечують різке зростання точність виготовлення кінцевого продукту. Забезпечити випуск таких верстатів в рамках формується машинобудування могла спеціальна галузь промисловості - верстатобудування. Без цього машинобудування не могло отримати завершену форму. К. Маркс писав про цей процес: «. велика промисловість повинна була оволодіти характерним для неї засобом виробництва, самою машиною і виробляти машини за допомогою машин. Тільки тоді вона створила адекватний їй технічний базис і стала на свої власні ноги »(Маркс К. Енгельс Ф. Соч. Т. 23, С. 396).
Революціонізує роль при цьому повинні були зіграти ті винаходи, які дозволяли перемістити інструмент з рук робочого в сам верстат, зробити його невід'ємною частиною цього верстата, перетворити складне знаряддя в власне машину. Тільки це могло належним чином підвищити продуктивність і забезпечити масовий випуск необхідних машинобудуванню деталей.
Першою по шляху технічного переозброєння машинобудування пішла Англія. Цей процес почався там приблизно в 90-х роках XVIII ст. і закінчився до 40-х років XIX ст. Потім технічне переозброєння машинобудування охопило і інші промислово розвинені країни Європи та Америки.
Найважливіша особливість розвитку машинобудування в кінці XVIII - початку XIX ст. полягала в тому, що глибокі перетворення відбувалися в усіх ланках цієї вже досить широко розгалуженої і багатопрофільної галузі промисловості. В системі розвивається машинобудування велике значення придбали машини для обробки металів тиском - кування молоти, прокатні стани, преси, волочильні стани, за допомогою яких стали вирішувати технічні завдання, пов'язані з отриманням металевих заготовок, напівфабрикатів і деталей для виробництва технологічних і енергетичних машин, а також елементів будівельних конструкцій і споруд.
Правда, зазначені машини для обробки металів тиском були відомі і раніше, однак їх роль у виробництві була спочатку незначною в силу того, що всі вони були малопотужними, так як наводилися в рух або мускульною силою людини і тварин, або в кращому випадку енергією води. Виготовлення за допомогою таких пристроїв великих металевих виробів було справою дуже важким. Так, наприклад, в процесі вдосконалення парових машин перед металургами і машинобудівниками постало завдання отримання поковок великих деталей. У паровій машині однієї з великих і дуже відповідальних деталей був корінний вал, виготовити який за допомогою відомого тоді кувального молота з гідравлічним приводом було вельми складно. Щоб вирішити це завдання, винахідники запропонували замінити важелі вододействующіе кувальні молоти пародействующімі кувальними машинами. Їх поява пов'язана з роботами Дж. Уатта і Дж. Несміту, сконструював (патент 1839 г.) прямо діючий паровий молот, що дозволив задовольнити попит машинобудування на великі деталі.
В результаті розробки технології гарячої прокатки і її застосування для отримання товстих залізних і сталевих листів стало можливим вирішити проблему створення парових котлів підвищеного тиску. Вони прийшли на зміну парових котлів, виготовляли раніше з невеликих мідних або залізних клепаних листів, що обмежували потужність парових двигунів. У свою чергу, постійно зростали потужності паросилових установок стимулювали прогрес в техніці прокатного виробництва, що дав можливість поставляти для машинобудування широкий асортимент продукції з заліза і сталі: листи, швелери, рейки, смуги, різні профілі та прутки.
Необхідно згадати також про машинах для виробництва труб, широкий попит на які виник майже одночасно з появою парових машин. Спочатку труби робили з листового свинцю з подальшою спайкою шва. На початку XIX ст. набули поширення мідні і залізні шовні труби, які калібровані волочінням і застосовувалися в димогарних котлах, конденсаторах та інших вузлах парової машини.
З 30-х років XIX ст. набули поширення безшовні мідні й латунні тягнені труби. У 5Ох роках XIX ст. почалося виробництво сталевих тягнених труб. Волочильні пристрої дозволяли в 60-х роках XIX ст. виробляти безшовні сталеві труби діаметром від 89 до 455 мм, що застосовувалися в паромашіностроеніі у вигляді трубчастих валів, а також в інших галузях машинобудування, в тому числі при виробництві гарматних стволів. Для отримання сталевих труб таких великих розмірів були створені волочильні гідравлічні преси, про які сучасники писали як про найпотужніших механізмах того часу [1].
Однак, з огляду на, що основним способом формоутворення деталей було тоді різання металу, прогрес в удосконаленні металорізальних верстатів мав дуже велике значення. Процес передачі технологічних функцій, що виконувалися раніше людиною, машині чітко ілюструється на прикладі токарного обладнання.